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Grundlagen der Elektrotechnik Grundschaltungen im Stromkreis Reihenschaltung von Wirkwiderständen |
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In der Reihenschaltung fließt überall der selbe Strom. Wie in einem Flussbett in dem die selbe Menge Wasser fließt. In einem breiten, tiefen Flussbett fließt das Wasser langsam und träge. In einem engen und seichten Flussbett ist das Wasser schnell unterwegs. Die Energie des Wassers hängt nicht nur von der fließenden Wassermenge, sondern auch vom Höhenunterschied ab. Beim elektrischen Strom ist es genauso. Am größeren Widerstand (der größere Widerstandswert) ist die größere Spannung und damit auch die größere Leistung - er wird heißer.
Die Reihenschaltung wird auch als Serienschaltung, oder Hintereinanderschaltung bezeichnet.
Bei der Reihenschaltung von Widerständen wird jeder Teilwiderstand von einem Strom gleicher Stärke durchflossen.
Für diesen Strom ist an jedem Widerstand eine bestimmte Spannung erforderlich, welche üblicherweise als Spannungsabfall bezeichnet wird.
I
Strom der Reihenschaltung
U1, U2 ... UN
Teilspannungen
R1, R2 ... RN
Teilwiderstände
An jedem Widerstand ist ein vom Widerstandswert abhängiger Teil der Gesamtspannung.
Bei der Reihenschaltung von Widerständen verhalten sich die Teilspannungen proportional zu den Teilwiderständen.
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Die Gesamtspannung ist die Summe der Teilspannungen. |
Die Gesamtspannung teilt sich auf die Teilwiderstände auf. |
Bei der Reihenschaltung von Widerständen ist die Gesamtspannung gleich der Summe der an den Teilwiderständen abfallenden Teilspannungen.
U
Gesamtspannung
Jede dieser Spannungen kann mit dem Ohmschen Gesetz aus U = I · R berechnet werden. → U = I · R = I · R1 + I · R2 + ... + I · RN.
Die Gleichung wird durch I dividiert und wir erhalten: R = R1 + R2 + ... RN
R
Gesamtwiderstand
Bei der Reihenschaltung von Widerständen ist der Gesamtwiderstand gleich der Summe der Teilwiderstände.
Zur großen Verwunderung eines Technikers ist in einer Schaltung ein sehr großer und ein sehr kleiner Widerstand (gemeint ist die Bauform) in Reihe geschaltet. Er beobachtet, dass der Große (Bauform) heißer wird, als der Kleine (Bauform). Wie ist das möglich? Die Erklärung ist ganz einfach. Der Große hat in diesem Fall auch den größeren Widerstandswert. Der Kleine hat den kleineren Widerstandswert. Am Widerstand mit dem größeren Widerstandswert fällt auch die größere Spannung ab. Damit hat er auch die größere Leistung. Dieses Beispiel soll verdeutlichen dass es sehr sinnvoll ist, nicht nur von einem großen Widerstand zu reden, sondern, wenn ein großer Widerstandswert gemeint ist, das auch zu sagen.